保溫直埋管道施工注意事項及受力情況

發(fā)布時間:2024-08-21
(一)因本文僅涉及熱水管道,其中水溫較高的是供暖熱水為95℃,空調用熱水、生活熱水在55℃-65℃即可,因此決定了直埋管道承受的熱應力不會太大,具體到實際工程必須區(qū)分是采用無補償直埋敷設,還是有補償直埋敷設;
(二)無補償直埋敷設是利用土壤與外套管之間的摩擦力固定管道。管道敷設完覆土前應預熱管道,管線上無需設補償器,通常也無需設固定支架。為減小工程費用,可在預熱的同時進行水壓試驗、管道接頭處的保溫發(fā)泡;
(三)有補償直埋敷設時,土壤與外套管之間的摩擦力僅對預制保溫管起約束作用。管線補償器與固定支架間的距離應小于摩擦長度lf, 摩擦長度為溫差引起的鋼管軸向力和摩擦力相等時的直鋼管長度。補償器根據補償方式的不同而不同,一次性直埋波紋補償器設在兩個固定支座中間;自由補償直埋波紋補償器應靠近其中一個固定支座(原理類似地溝、架空做法);
(四)區(qū)域供冷供熱的管線特點是管內介質溫度不高(<100℃),工作壓力<1.0mpa,但管線較長,直管段經常長達幾百米。土壤摩擦力遠大于溫度應力,在直管段中間出現“錨固段”, 錨固端為危險斷面,要應力驗算使之滿足鋼材許用應力。直埋敷設供熱管道應力驗算條件為[3]:
對于連續(xù)供熱的熱力管網,f取2500次足夠,而對于江蘇許多非供暖地區(qū)的間歇供暖或生活熱水系統(tǒng)是不夠的,應取5000次以上。一般直埋管道材料為20號無縫鋼管或q235管材,在15℃以上的溫度下安裝時,直埋敷設供熱管道(<100℃)不用采取任何措施,按無補償安裝形式將管道直接埋設地下(無固定支座、無補償器),管道就可達到安全運行。因此對于區(qū)域供冷供熱(<100℃的水系統(tǒng))使用無補償安裝形式將是便捷、安全和經濟的。
(五)使用無補償安裝形式的直埋敷設供熱管道的水平彎頭、三通處應力集中。實際工程中對本文論及的工程類型,彎頭可使用p=2.5mpa的熱壓彎頭,
三通可選用p=2.5mpa的加強型三通,三通主支管均為20號無縫鋼管,做法如下[3]:
實際工程中在合理的地質條件下,及直埋深度,管道周邊處理等正確前提下,直埋敷設供熱管道的安全經濟運行時有保障的。某一居民小區(qū)用直埋保溫熱水管道,2000年12月底安裝完試熱水時有17處三通,15處彎頭裂壞,地面冒熱氣,經查,其所有三通、彎頭均為普通型,壁厚小且非熱壓處理,也無加強措施。更換所有三通,彎頭后再無類似事故發(fā)生。
(六)直埋熱力管道工程對地質條件的要求比較多,對土壤腐蝕性強的地區(qū)(土壤電阻率低于是20Ω/cm),回填土區(qū),土壤下沉性> 二級的地區(qū),> 八級的地震區(qū)等區(qū)域需慎用直埋方式或對土壤進行處理后達標后方可使用直埋方式。沿海地區(qū)需測土壤腐蝕性。
4、工程實例
某新建居民小區(qū),建筑面積55000m2,經熱電能源有限公司建議,開發(fā)商在進行了可能性研究后,增設全小區(qū)65℃生活熱水集中供應,并且經過經濟比較后決定采用直埋保溫管技術。
下面是該工程保溫直埋管與地溝敷設概算比較:
表(二)保溫直埋管與地溝敷設工程工程造價比較
敷設方式
工程完工后實測機房出水至每幢樓入口接管處水溫降均不超過1℃,因管道熱損失很少,運行費用也控制得較低,開發(fā)建設單位和物業(yè)都相當滿意。
實際直埋保溫管道不僅保溫效果好,綜合造價低,而且在嚴格按要求施工的情況下,保溫管經六年實物解剖分析和人工老化試驗證實使用壽命在15年以上,而地溝敷設保溫管保溫材料為巖棉或離心棉一般3-5年需更換一次。
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